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链条炉排锅炉节能综合治理改造

  工业锅炉中,链条炉排锅炉是当前工业生产中常见的煤炭锅炉形式之一,其在工业生产中有着不可忽视的作用。在工业锅炉的使用中,由于链条炉排锅炉的固体在燃烧过程中不能够完全燃烧而造成的热损失,其中包括飞灰,炉渣和漏煤中的未燃尽的各种参会所造成的影响和损失因素,为了尽可能的降低这种损失和影响,达到节能减排、提高经济效益的目的,对链条炉排锅炉进行综合治理是不可忽视的过程。

  1使用现状

  1.1多数锅炉房运行管理及操作人员水平偏低且节能减排意识淡薄

  许多单位工业锅炉房的管理工作一直没有被真正重视起来,由于锅炉容量小,加之管理操作人员节能减排意识淡薄,运行管理人员及操作人员在单位和社会被重视程度偏低。这种现状是导致我国燃煤链条炉排锅炉平均运行热效率只有65%左右(落后于先进水平15~20个百分点)的主要原因之一,也是节能减排工作面临的最大困难之一。

  1.2燃用的煤质大多不适合链条炉排锅炉使用

  目前,我国燃煤链条炉排锅炉普通使用未经筛选的原煤,存在着小于3mm颗粒度的粉煤比例大,大于25mm颗粒度甚至大于40mm颗粒度的块煤也占相当的比例;一些地区还存在着燃用低发热值、低挥发分、低灰熔点的煤种;煤炭供应紧张时一些用户燃煤质量极不稳定,时好时坏的现象时有发生。煤质对锅炉燃烧影响很大,其与链条炉排炉拱的适应性,在炉排上分布的均匀性,煤层厚度的一致性以及煤中水分的均匀性,都是影响锅炉燃烧效果、锅炉出力以及污染排放的重要因素,也是造成我国在用燃煤链条炉排锅炉实际运行效率远低于设计效率的另一主要原因。

  1.3锅炉铺机配套水平有待提高

  锅炉辅机是保证锅炉正常运行所必须的配套设备,有些设备对锅炉运行效果影响较大。只有配套辅机的各项功能得以保证,锅炉的正常运行才能顺利实现。目前,大多数工业锅炉房在配套辅机设备方面还存在着许多不足,如:很多锅炉房没有碎煤设备或有碎煤设备但碎煤能力不足;一些锅炉房对燃煤加水的效果不理想;还有一些锅炉房上煤系统不能保证燃煤在整个炉排面上按需要的厚度均匀分布;其他的配套辅机设备也有不同程度的问题存在。这对工业锅炉的正常运行十分不利,也是造成燃煤链条炉排锅炉的正常运行十分不利,也是造成燃煤链条炉排锅炉实际运行水平普遍不高,锅炉效率低、煤耗高、污染严重的重要原因。

  2节能综合治理改造措施

  2.1制定改造方案,对复杂方案可分部实施

  工业锅炉的运行管理、操作水平以及锅炉主机、配套辅机使用条件等方面,若存在不足和缺陷都可能导致锅炉运行效果不佳。因而,工业锅炉节能改造方案没有统一性,更不会有某项节能技术能够解决所有工业锅炉存在的热效率低、污染严重的问题。所以,只有针对每一台锅炉发现的具体问题、具体分析,才能有针对性地制定出合理的、具体的改造方案。对于复杂的问题可以在充分论证的基础上制定一个综合的改造方案,然后采取分部实施的办法。一般是从简单的、低投入的、容易实现的改造入手,视改造后的效果确定原定方案是否需要调整。有时需要对上一阶段改造后取得的效果进行分析,再确定下一步的改造方案;有时通过第一阶段的简单改造,锅炉就已经取得了满意的效果,因而就不需要再进行其它改造。

  2.2措施及技术

  2.2.1从加强管理、强化培训、提高操作水平入手,结合前面提到的查找问题、分析原因的工作方法,把人为因素造成的问题解决好。这样,即使不能解决全部问题,至少也可以让我们集中精力处理好系统上和设备上的缺陷。

  2.2.2调整煤质使煤的发热值、挥发分、灰熔点、焦渣特征、颗粒度、湿度等指标满足所用锅炉的结构特点。煤质的调整大多数是用优质煤取代劣质煤,这对改善锅炉燃烧效果是非常有效的。同时,用户往往还会取得一定的经济效益,是行之有效的措施之一。

  2.2.3改造上煤系统及锅炉加煤斗,使燃煤在炉排上的分布均匀一致,这种均匀一致包括煤的发热值、挥发分、灰熔点、焦渣特征、颗粒度、湿度、煤层厚度等各项指标。煤层均匀一致是保证燃煤链条炉排锅炉良好燃烧的前提条件,并且这种改造往往只需要较少的投入,即可实现良好的效果,有时只需要改变一下操作方式就可以实现一定的效果。所以,当锅炉煤层分布不均匀一致时,应先着手重点解决这一问题,有可能会换来大的成效。

  2.2.4燃烧效果不好时,燃煤量、灰渣量、飞灰量、烟气量等都有可能增加,甚至超过锅炉满负荷正常运行时的指标,从而使相应的辅机出现"出力不足"的现象。这种现象当锅炉燃烧问题得到解决后自然就不会存在了。因此,对于辅机出力不足的问题,可以先进行理论上的计算、校核、分析,如果理论上不存在问题,最好在解决了燃烧效果问题之后再作决定。

  2.2.5锅炉本体的改造

  锅炉本体结构的改造是在排除其它可能因素后,若锅炉运行效果仍然不理想时采取的最后措施,这种改造要有专业人员参与。锅炉本体结构的改造主要有以下几个方面:

  (1)炉排改造是燃煤链条炉排锅炉节能改造中经常进行的改造项目,尤其对于使用年限较长的老型号锅炉,炉排可能存在配风不合理等结构问题,这时进行炉排改造对改善燃烧状况会有一定的效果。在此问题上若原因分析不准确时,实施改造要慎重。

  (2)炉拱改造也是燃煤链条炉排锅炉节能改造中经常进行的改造项目,对于使用劣质煤的锅炉通过改造能起到改善燃烧效果的作用。炉拱改造的投入往往很大,并且改造后如果煤质再有大的变化,还可能出现新的问题。

  (3)加装或改造二次风也在个别的改造项目上得到使用,但效果不十分理想,应谨慎进行。

  (4)加装或改造省煤器、空气预热器、节能器等,这些改造主要是针对锅炉排烟温度过高的情况所采取的措施。这种改造要在理论计算、校核、分析后进行,否则难以起到好的效果。

  2.2.6改变锅炉鼓、引风机调节方式

  是实现供热锅炉节能环保的重要环节。锅炉鼓、引风机节电采用变频调速。鼓、引风机传统的调节方式是通过调节风门档板开度来控制风量,并不节电。采用变频调速技术后,可以通过变频调速器改变电源的频率,进而调整鼓、引风机的转速,达到调节风量的目的。

  结束语

  近年来许多新技术正在开发或已被用于工业锅炉设计及节能改造项目中。如:高温型空气预热器技术、热风节能器技术、受热面水侧防腐防垢技术、受热面烟气侧防腐阻灰强化传热技术、新型炉排技术、新型炉拱技术等都在加紧进行中。采用新技术实施锅炉节能改造时,我们既要看到新技术的优势,也要充分考虑到新技术的风险。想通过某种新技术来解决所有工业锅炉的节能改造问题也是不现实的。

  固定式

  炉排片一般为条状或板状,靠四周的框架固定安装在炉膛或燃烧室底部。在这种炉排上只能定期由人工加煤和出渣,所以操作劳动强度大,燃烧经济效果也差,只适于小容量的炉子如蒸发量在0.5吨/时以下的工业锅炉。

  移动式

  有链带式和链条式两种。链带式炉排的炉排面即链带本身;而链条式炉排的炉排片固定在链条上部的支架或支座上。链带式炉排和链条式炉排均由链轮带动链条,使炉排片缓慢行进。煤从炉排前端的煤斗均匀下落在炉排上。煤层的厚度用一煤闸门上下起落加以调节。随着炉排向后移动,煤由着火、燃烧直至烧尽。也有不用煤斗给煤而用抛煤机把煤抛在炉排后部而炉排向前移动的。炉排的速度依煤种和锅炉负荷的不同由齿轮变速器加以调节。链条炉排运行可靠,燃烧稳定,燃料适应性广,广泛使用于工业锅炉中。

  往复式 

 由一组固定的炉排片和一组往复运动的活动炉排片组成,分阶梯式和水平式两种。活动炉排片的往复运动将煤层逐步推向后部燃烧,因而这种炉排对煤种的适应性较广。

  振动式

  炉排面与水平面之间有一个小的倾角,炉排片借电动机和偏心轮的作用产生定期振动。振动时燃料层不断向炉的后部移动,使燃尽后的灰渣落入炉排端部的灰坑内。这种炉排的特点是结构简单。

  下饲式

  一个槽形结构炉排,槽底装有螺旋杆,通至炉外煤斗。煤从煤斗下部通过螺旋杆送入煤槽,自下而上,进入燃烧高温区,当灰渣超过堆积角后,靠重力向两侧排出。这种炉排结构简单,但对煤的粒度和湿度有一定要求,一般只适用于蒸发量在1吨/时以下的小型工业锅炉。

  往复式

  是在固定式阶梯炉排基础上发展起来的一种小 型机械化炉排。具有结构简单、制造方便、金属耗量少及消 烟除尘效果好等特点。在小型工业锅炉上应用较多 , 是一种 有发展前景的燃烧设备。

  往复炉排的结构形式:倾斜往复炉排、水平往复炉排和抽条往复炉排三种形式。

  倾斜往复式

  1. 倾斜往复炉排结构

  倾斜往复炉排有两种 , 一种是较普遍的一般倾斜往复炉排 , 另一种是近几年发展起来的水冷往复炉排。

  一般倾斜式往复炉排主要由固定炉排片、活动炉排片、传动机构和往复机构等部分组成 , 如图 3-23 所示。

  炉排整个燃烧面由各占半数的固定炉排片和活动炉片组 成 , 两者间隔叠压成阶梯状 , 倾斜 15 。 ~20 。角。固定炉排片装 嵌在固定炉排梁上 , 固定炉排梁再固定在倾斜的槽钢支架上。 活动炉排片装嵌在活动炉排梁上 , 活动炉排梁搁置在由固定 炉排梁两端支出的滚轮上。所有活动炉排梁的两侧下端用连 杆连成一个整体。

  当电动机启动后 , 经传动机构带动偏心轮通过活动杆、连 杆推拉轴、连杆 , 从而使活动炉排片在固定炉排片上往复运 行。往复行程一般为 30~70mm, 煤随之向下后方推移。电动机由时间继电器控制 , 根据锅炉不同负荷及煤种的要求调节 开停时间。

  水冷往复炉排主要由蝶形铸铁炉排片、水管搁架、传动 机构和往复机构等部件组成 , 蝶形铸铁炉排片和水管搁架的。

  水管搁架由一排直管两头焊在集箱上 , 前后集箱分别用 联通管和汽包联通 , 并构成循环回路。蝶形铸铁炉排片嵌在 水管搁架的管子之间 , 炉排和管子接触面涂以水玻璃调合的 金属粉 , 并用模块模紧 , 锅水在管子中流动 , 使蝶形铸铁炉 排片得到冷却。

  倾斜往复炉排后边 , 有的设置燃尽炉排 ( 又称余燃炉 排)。灰渣在此炉排上基本燃尽其中的可燃物 , 然后将炉排翻 转 , 倒出全部灰渣。由于燃尽炉排漏风严重 , 调风又复杂 , 所 以多改用水封灰坑 , 进行定期或连续排渣。

  倾斜往复炉排在使用挥发分多、着火快的煤种时 , 容易 在煤斗出口处燃烧 , 并从煤斗往外冒烟。为了消除这一缺陷 , 可在煤闸板处通人二次风 , 将火焰吹向炉膛。但比较彻底的 解决办法 , 是改进煤斗下面的给煤装置 , 使煤离开煤斗后再 经过推饲板 , 送入炉膛较深位置后再燃烧。

  倾斜往复炉排炉和链条炉一样 , 为使煤顺利着火和加强 炉内气体混合 , 也需要布置炉拱。针对往复炉排的具体情况 ,一般可采用较为简单的倾斜前拱。烧烟煤和褐煤时 , 有的不 设低而长的后拱 , 而用中拱或中隔墙来配合前拱 , 帮助新煤 着火。中拱或中隔墙 , 可以是完全竖直的 , 如图 3-25 所示 , 也 可以是下部竖直 , 上部前倾。烧烟煤时常用竖直的后隔墙 , 有 的还设挡渣拱 , 即在后墙上伸出一段小拱 , 向燃尽区辐射热 量 , 使灰渣充分燃尽。

  2. 倾斜往复炉排的燃烧特点

  倾斜往复炉排的燃烧情况与链条炉排相似 , 也采用分段送风和适当加入二次风。燃烧过程也具有区段性 , 如图3-25 所示。煤从煤斗下来 , 沿着倾斜炉排面由前上方向后下方缓慢移动 , 空气由下向上供应。煤着火所需要的热量主要来自炉膛 , 先后经过干燥、干馆、挥发分着火、焦炭燃烧和灰渣 燃尽等各个阶段 , 都与链条炉排相同。

  倾斜往复炉排区别于链条炉排的一个主要特点 , 是炉排 与煤有相对运动。当活动炉排向后下方推动时 , 部分新煤被 推饲到已经燃着的煤的上部 , 当活动炉排向前上方返回时 , 又 带回一部分已经燃着的煤返到尚未燃烧的煤的底部 , 对新煤 进行加热。这种着火条件与手烧炉相近 , 而优于链条炉。煤 在被推动过程中 , 不断受到挤压 , 从而破坏焦块与灰壳。同 时煤又缓慢翻滚 , 使煤层得到松动与平整 , 有利于燃烧。

  3. 倾斜往复炉排的优缺点

  (1) 倾斜往复炉排的优点

  1) 与链条炉排比较 , 适于燃烧水分和灰分较高、热值较低 (12560kJ/kg) 的劣质煤和一般易结焦的煤。

  2) 当供给的空气量较合理 , 漏风量少时 , 灰渣中的含炭 率一般在 18%~20%, 比手烧炉的灰渣含炭率低 5%~10%, 可以节煤和减少冒黑烟。

  3) 结构简单 , 制造容易 , 金属耗量低 , 耗电量较少。

  (2) 倾斜往复炉排的缺点

  1) 由于炉排倾斜 , 因而使得炉体高大。

  2) 以煤的粒度要求较严 , 直径一般不宜超过 40mm, 否则难以烧透。

  3) 高温区炉排片长期与赤热煤层接触 , 容易烧坏。

  4) 对锅炉负荷变化的适应性较差 , 仅适用于蒸发量40t/h 以下的锅炉。

  5) 漏煤较严重。 为了克服倾斜式往复炉排炉体高大的缺点 , 已向水平式往复炉排改进 , 并收到了一定的效果。


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